JPH02111570A - 放射ビーム変調方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放射ビームの変調の方式と装置に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕多くの画
像ラスク走査方式出力装置は２値信号を使用するのが普
通である。これはつまり、画像のそれぞれの点は、しば
しば、黒と白に対応して、ＯＮかあるいはＯＦＦとして
処理される。このことは、線の処理にはふされしく、ま
た、出力する以前に中間調に画像を変換することによっ
て連続した階調表現を実現することができる。

それぞれの画素はＯＮ′′あるいは“ＯＦＦ”として完
全に記録されて読み取られ出力時の２値信号処理は完全
なものであるとの仮定のもとで、つねに、これらの２値
出力装置のための変調あるいは制御信号は開発されてい
る。実際問題としては、完全であることは起こらない。

特に、もし、２値信号処理が、高感度ガンマ線フィルム
をレーザ・スポットが露光するような機能を有すれば完
全であることはない。

レーザ・ドツトの形状はガラス強度の断面をもった円形
であり、これによって出力画像の四角形かあるいは長四
角形の画素を完全に補完することを難かしくしている。

これらの問題は、ｒＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ１第１
０号、巻２１の５ｏｎｎｅｎｂｅｒｙ著“’Ｌａｓｅｒ
Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｐａｒａｏ＋ｅｔｅｒｓ　ａｎｄ　
Ｌａｔｉｔｕｄｅｓ　ｉｎ　Ｌａｓｅｒｘｅｒｏｇｏｇ
ｒａｐｈｙ　”の１７４５〜１７５１ページで考察され
ている。この論文は、レーザの強度とレーザ・スポット
の大きさの理想的組合わせが全くないこと、そして、な
しうる最善の方法は妥協した組合わせの設定を使用する
ことであることを示している。

これは中間調の再生が関係するところの特別の問題点で
ある。もし出力画素が精密に露光されることができなけ
れば、明暗の分離を重さねることによって形成される画
像の明暗のずれを、結果として、生じせしめるグレー・
レベルのずれにつながる中間調の全ドツトＯｆｆ域の変
化が生じる。さらに、これらのドツト領域の変化は周期
的であり、人工的モアレ縞を生成する結果となる。

デイザ・マトリクス（ｄｉｔｈｅｒ　ｍａｔｒｉｘ）内
の１区画に各々の小画素が関連するように細分化された
１画素のデイザ・マトリクスを応用した装置が米国特許
４４９１８７５号に記載されている。

画素に関連した値はデイザ・マトリクスの各々の値と比
較され、小画素はそれによってビームを放射される。こ
の方式では、画像内の画素の位置を無視しているので、
上述の問題点を解決するためには役立たない。

１９７８年６月４〜７日、トロントにおける［ＥＥＥの
通信に関する国際会議での第３巻ページ４８．５．１〜
４Ｂ、５．６の”Ｐｒｅ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｔｅ
ｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｆａｃｓ
ｉｎ＋ｉｌｅ”と題した論説では、後の送信時のために
ファクシミリによってスキャンされる画像をなめらかに
するための種々の方法を記述している。その趣旨はノイ
ズの影響を減少させることである。ひとつの方法では、
画像上にウィンドウを設定し、ウィンドウの中央に位置
する画素の明暗（黒あるいは白）がウィンドウ内の黒の
画素の数によって決定される。この、画像をなめらかに
する技法は単純にウィンドウ内の黒さの平均値を調べて
、この中央に位置する画素からの相対的な黒さあるいは
白さを決定する。またもや、これは、本発明との関連性
はほとんどない、つまり、本発明は出力スキャナに関す
るもので入力スキャナに関するものではなく、また、変
化をなめらかにするというよりむしろ出力画像の状態に
はっきりした変化を残すことに関するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の第１の観点は、放射ビームのパワー・レベルが
、記録媒体に画像を記録するために２進制御信号によっ
て変調され、記録媒体とビームの間を相対的にスキャン
している運動の間中放射ビームを変調する方式であり、
制御信号の各ビットは画像のそれぞれの出力画素に対応
し、変調される段階の前に、露光されるべき画素を含む
領域にある画像画素に対応する制御信号のビット・パタ
ーンを決定し、また、その画素の露光の間、決定された
パターンに対応した出力パワー・レベルを放射ビームに
得さしめることを特徴とする。

本発明の第２の観点は、記録媒体とビームの間を相対的
にスキャンしている運動の間中、放射ビームを変調する
ための装置であり、記録媒体に画像を記録するのに用い
られる記録媒体を選択的に露光するような２進制御信号
によってビームのパワー・レベルを変調することが可能
なビーム変調器と、制御信号のそれぞれのビットは画像
のそれぞれの出力画素に対応し、変調される段階の前に
、露光されるべき画素を含む領域にある画像画素に対応
する制御信号のビット・パターンを決定し、そして、そ
の画素の露光の間、決定されたパターンに対応した出力
パワー・レベルを得てビーム変調器が放射ビームを変調
せしめるための露光制御手段と、から構成される。

この発明は上述の問題点に、まず、その画素に隣接する
画素に関連して露光されるべき画素の位置を考慮するこ
とによって、改良を加えたものである。こうして、画像
の鋭い屈曲があるような個所の場合、この屈曲の角にあ
る画素は、露光される領域内の重大なエラーとして、前
もって完全には露光されない。しかしながら、この発明
で、露光されるべき画素が角に存在することに気が付く
ことができるように、この角に近接する画素のパターン
は決定され、適当な露光を成し遂げるためのふされしい
パワー・レベルを放射ビームに得さしめる。

一般的に、パターンの決定段階は、露光される画素を含
む領域に存在する画像画素に対応した制御信号のビット
と、あらかじめ決定された多数の異なったパターンとを
比較することからなり、それぞれのビットはそれぞれの
パワー・レベルに関連している。都合よく、パターンの
決定段階は、露光される画素を含む領域に存在する画像
画素に対応した制御信号のビットと、その画素の領域に
対する可能なすべてのパターンのなかのひとつの組とを
比較することから構成され１．比較が成功したあらかじ
め決定されたパターンに関連する出力パワー・レベルを
放射ビームに得さしめる。この後者の場合、簡単な参照
テーブルが設定でき、画像画素の各可能なパターンに対
応するアドレスを有し、対応するビームのディジタル符
号化された強度を含んでいる。実際問題として、同一強
度のビームがひとつ以上のパターンに関連しているかも
しれない。

一般的には、露光制御手段は、露光される画素が含まれ
る領域に存在する画像画素に対応した制御信号のビット
を格納するための記憶装置がらなり、この記憶装置は、
記憶装置の内容によってアドレスを与えられた参照テー
ブルを定義しているメモリ゛に接続されており、メモリ
の各アドレスは、変調器を制御するためのビーム強度の
値が格納されている。

制御信号は、文字画像あるいは図形画像（連続した階調
）を定義するが、図形画像の場合、中間調のドツト・パ
ターンによって表現される。

変調器は音声−光学あるいは電気−光学変調器からなる
のに対し放射ビームは代表的にはレーザ・ビームからな
る。あるいは、レーザの発振器それ自体（レーザ・ダイ
オードのような）が直接に変調される。

典型的には、パターンの決定段階で使用される画像画素
の領域は、露光される画素を中心とした３×３の画素か
らなる領域によって定義される。

〔作　用〕

こうして、画像の鋭い屈曲があるような個所の場合、こ
の屈曲の角にある画素は、露光される領域内の意義のあ
るエラーとして、前もって完全には露光されない。しか
しながら、この発明で、露光されるべき画素が角に存在
することに気が付くことができるように、この角に近接
する画素のパターンは決定され、適当な露光を成し遂げ
るためのふされしいパワー・レベルを放射ビームに得さ
しめる。

〔実施例〕

この発明による方式と装置の実施例を記述し、図面を参
照することによって従来の方式と比較する。

典型的なファクシミリ装置は中間調のドツトや、あるい
は、線分を含む原画像をスキャンし、結果を類似した出
力装置へ送信する。典型的に、このような装置は中間調
ドツトの階調に８〜１０段階を用いている。これが原因
で、−船釣に、階調の段階と中間調のドツトの間には複
雑な関係が存在する。これが、なぜモアレ縞が問題とな
るかのひとつの理由である。

第２図はひと組の四角形の出力画素によって定義される
中間調ドツトの一部を示している。理想的な状態では、
レーザ・ビームは、２進制御信号（ＣＳ）に従って、各
出力画像画素はすべて露光されるかあるいは全く露光さ
れないかのどちらかで記録媒体に露光せしめられる。第
２図は、出力画素が破線によって示される理想的な９０
°の角を示しており、これらの露光されるべき画素は斜
線で示される。この特殊な形状は実質上孤立した出力画
素１を必要とする。

第３図は、２つのパワー・レベルのみのうちどちらかだ
けを取り得ることができるレーザ・ビームの制御信号（
ＣＳ）に応答して記録媒体に実際に露光した例を示して
いる。第２図と第３図を比較することによって、実際に
、直線の縁はかなり正確に再生されているが、第２図の
９０°の角のような部分は正確には再生されていない。

位置Ａのような階段状の角はある領域を得てまたある領
域を失なっており、これらは大まかに（しかし正確では
なく）相殺しあっている。しかしながら、位置Ｂのよう
な角ではある領域を得てはいるが、失なった領域の方が
大きい。位１ｆＡのような角のほうがより大きい全体に
わたる影響をより頻繁に与えるとはいえ、最悪のエラー
が発生するのはこのような位置Ｂのような格好の角であ
る。

発明のこの例では、露光するレーザ・ビームは多くの数
のパワー・レベルのうちの１つを得ることを制御されう
る。下記の装置は、露光されるべき画素を中心にした３
×３の隣接する出力画像画素を３周べることによってレ
ーザ・ビームのパワー・レベルを決定する。このように
して、第３図に示される例の場合、露光されるべき画素
が１の記号を持った画素としたら、この装置は画素１を
中心とした９個の画素からなる領域２を調べる。この領
域２に対応した２進制御Ｂ信号（ＣＳ）の各ビットは次
の形式をもつ。

制御信号ビットのこのパターンは、９０°の角を有する
特殊な形状が隣接の画素に関係していることを示し、結
果として、レーザ・ビームは制御されて、出力画像画素
１を特別の高いパワー・レベルで露光する。このことは
、出力画像画素ｌに対応する記録媒体の領域が、第４図
に示されるように、第３図で示す従来の場合より多くの
画素に対応する領域が記録される結果となり、通常のパ
ワー・レベルより高いレベルで露光される結果となる。

この発明の実行する方法としてのふされしい装置の例が
第１図に示されている。この装置は、３×Ｎの次元を持
つ記憶装置３から構成され、ここでＮは、レーザ・ビー
ムが記録媒体をスキャンするｌライン上の出力画素の総
数である。２進制御信号Ｃ３はファースト・イン・ファ
ースト・アウト（ＦＩＦＯ）方式であり、画像の最後の
３ラインに対する制御信号の各値を格納している記憶装
置３によって供給される。信号Ｃ３は、例えばファクシ
ミリ装置によるような、従来の方法で生成される。

この装置は参照テーブル（ＬＯＴ）を定義するメモリ４
からも構成され、この例では、隣接する３×３の出力画
素が使用され、３×３領域の制御信号ビットのすべての
可能な組合わせに対応した５１２個のアドレスを有する
。３　Ｘ　３９！域の各型に対して、参照テーブル４は
変調器制御信号を０〜２５５の範囲で有する。例えば、
上述の場合では、領域２に対応するアドレスには高いパ
ワー・レベルを要求されるように指示される変調器制御
信号を有する。しかしながら、領域５のような領域（制
御信号に対応する各出力画素のビットが１）では、参照
テーブル４は、異なった低いあるいは通常のパワー・レ
ベルで記録媒体が露光されるような結果となる変調器制
御信号を格納するであろう。

参照テーブル４からのディジタル出力信号はディジタル
／アナログ変換器１０へ送られ、それからの出力信号は
ドライバ１１を通過してレーザ・ビーム変調器６へ送ら
れる。この変調器は音声光学変調器のようなもので、レ
ーザ８からレンズ１２を通してレーザ・ビーム７が供給
されている。

もし、参照テーブル４からの変調器制御信号が０（ゼロ
）の値であれば、レーザ・ビーム７は変化することなし
に変調器６を通過し記録媒体９には達しない。もし、変
調器制御信号が露光するパワー・レベルに対応する値を
持っていれば、入力するレーザ・ビーム７は部分的にあ
るいは完全に変化せしめられてレンズ１３を通して記録
媒体９に達し、ビームの残りは記録媒体９にすれ違って
通過する。もし、変調器制御信号が最も高い出力パワー
・レベルに対応した値を持っていれば、入力するレーザ
・ビーム７はすべて変化せしめられて記録媒体９に達す
る。

実際に使用されている、変調器６からの出力レーザ・ビ
ームと記録媒体９の間の相対的なスキャン運動は、例え
ば、回転する筒の上に記録媒体９を取り付け、筒の側面
にそった変調器６を追跡する筒に平行な親ねじ上にある
変調器６によってなされる。

〔発明の効果〕

画像の鋭い屈曲があるような個所の場合、この発明で、
露光されるべき画素が角に存在することに気が付くこと
ができ、この角に近接する画素のパターンは決定され、
適当な露光を成し遂げるためのふされしいパワー・レベ
ルを放射ビームに得さしめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方式を実行するための装置の構成
図である。 第２図は、特定の制御信号に対応した理想的な中間調の
ドツト部分である。 第３図は、上記制御ＩＩ倍信号応答した従来の装置から
の出力信号の例である。 第４図は、第２図で示された理想的な中間調のドツト部
分で、この発明の方式によって動作したときの出力信号
を示している。 ｌ・・・画素、 ２・・・画素を中心とした９個の画素からなる領域、３
・・・記憶装置、 ４・・・参照テーブルを定義するメモリ、５・・・領域
、　　　　　　　６・・・ビーム変調器、７・・・レー
ザ・ビーム、　　８・・・レーザ、９・・・記録媒体、 ｌＯ・・・ディジタル／アナログ変換器、１１・・・ド
ライバ、　　　　１２・・・レンズ、３・・・レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ビームと記録媒体（９）の間を相対的にスキャン運
   動する間に、記録媒体上に画像を記録するために２進制
   御信号（ＣＳ）に従ってビームのパワー・レベルが変調
   され、制御信号（ＣＳ）のそれぞれのビットは画像のそ
   れぞれの出力画素に対応する、放射ビームの変調方式に
   おいて、変調される段階の前に、露光されるべき画素を
   含む領域にある画像画素に対応する制御信号のビット・
   パターンを決定し、その画素の露光の間、決定されたパ
   ターンに対応した出力パワー・レベルを放射ビームに得
   さしめることを特徴とする放射ビーム（７）の変調方式
   。 ２、ビット・パターンの決定段階が、露光される画素を
   含む領域に存在する画像画素に対応した制御信号のビッ
   トとあらかじめ決定された多数の異なったパターンとを
   比較することから構成され、それぞれのビットはそれぞ
   れのパワー・レベルに関連している請求項１記載の変調
   方式。 ３、ビット・パターンの決定段階が、露光される画素を
   含む領域に存在する画像画素に対応した制御信号のビッ
   トと、その画素の領域に対する可能なすべてのパターン
   のなかのひとつの組とを比較することから構成され、比
   較が成功したあらかじめ決定されたパターンに関連する
   出力パワー・レベルを放射ビームに得さしめる請求項２
   記載の変調方式。 ４、あらかじめ決定されたパターンの少なくともいくつ
   かが同一のパワー・レベルに関連している請求項２ある
   いは３記載の変調方式。 ５、放射ビームがレーザ・ビームから構成される請求項
   １、２、３、４記載の変調方式。６、ビット・パターン
   の決定段階で使用される画像画素の領域が露光される画
   素を中心とした３×３の画素領域で定義される請求項１
   、２、３、４、５記載の変調方式。 ７、放射ビーム（７）と記録媒体（９）の間を相対的に
   スキャン運動する間に放射ビーム（７）を変調する装置
   であり、 記録媒体上に画像を記録するのに用いられる記録媒体を
   選択的に露光するような２進制御信号（ＣＳ）によって
   ビームのパワー・レベルを変調することが可能なビーム
   変調器（６）と、 制御信号のそれぞれのビットは画像のそれぞれの出力画
   素に対応し、変調される段階の前に、露光される画素を
   含む領域にある画像画素に対応する制御信号のビット・
   パターンを決定するための、そして、その画素の露光の
   間、決定されたパターンに対応した出力パワー・レベル
   を得てビーム変調器（６）が放射ビームを変調せしめる
   ための露光制御手段（３、４）と、 から構成される。 ８、露光制御手段が、露光される画素が含まれる領域に
   ある画像画素に対応する制御信号ビットを格納するため
   の記憶装置（３）から構成され、この記憶装置（３）は
   、格納された内容によってアドレスを示す参照テーブル
   を定義しているメモリ（４）に接続されており、メモリ
   の各アドレスはビーム変調器（６）を制御するためのビ
   ーム強度の値が格納してあるような、請求項７記載の装
   置。 ９、ビーム変調器が音声−光学あるいは電気−光学変調
   器から構成される請求項７あるいは８記載の装置。